[发明专利]一种基于单片机的飞机雷达模型仿真系统

权利要求书

1.一种基于单片机的飞机雷达模型仿真系统，其特征在于：其采用模块化设计架构，其包括公共数据存储系统、客户接口系统以及高精度的雷达模型，

所述公共数据存储系统为雷达模型的公共数据池管理系统，所述公共数据存储系统将雷达模型的数据分为公用数据和私用数据，并提供雷达模型生命周期内的数据池创建、数据池管理以及数据池销毁，所述公用数据包括与雷达模型之外的模块进行交互的数据，所述私用数据包括雷达模型内部解算的中间数据，能够用于实时监控雷达模型的状态，所述数据池创建用于将雷达模型准备阶段分配数据池内存，所述数据池管理用于供雷达模型与其他系统进行有序的数据写入及读取，所述数据池销毁用于接收到雷达模型退出指令，回收数据池占用的系统内存；

所述客户接口系统包括硬件接口模块、控制模块和通信控制模块，所述硬件接口模块用于对各型飞行控制杆硬件的按键及控制杆输入进行支持，所述控制模块为通用的控制指令定义与接口，能够通过接口控制雷达模型的仿真运行，所述通信控制模块用于提供雷达模型与其他雷达模型之间数据协同以及雷达模型与客户系统之间数据交互的通道，

所述高精度雷达模型包括具有单脉冲/多脉冲跟踪功能的雷达，所述雷达的信号返回和强度通过信噪比计算，所述雷达包括雷达初始化模块、雷达天线模块、信号和噪声计算模块、目标状态管理模块、数据处理模块、跟踪存储管理模块以及控制与跳模模块，每一个模块均为独立模块，

其中，雷达初始化模块为雷达提供初始化流程，初始化或者重置雷达参数及最新的雷达状态值，设置仿真系统中所有飞机雷达状态为不可见状态，即为初始状态；

所述雷达天线模块根据飞机识别码和当前目标输入确定天线位置，所述天线为以离散的步骤支持雷达方位和雷达高度扫描，直到达到雷达方位或者雷达高度的最大限制点，在该最大限制点，雷达天线根据当前的扫描状态改变方向或重置；

所述信号和噪声计算模块用于计算雷达探测概率的仿真模块，雷达模型的探测概率以目标返回的信噪比为依据计算，信噪比由目标距离、目标的雷达横切面、相对高度和杂波量确定，探测概率使用Swerling曲线估计进行确定，信号和噪声计算模块对系统中每一个目标均按照以下三个步骤进行，三个步骤依次为检查自动锁定范围限制、计算信噪比以及计算探测概率；

所述目标状态管理模块根据当前目标数据和以前的距离、速度和位置确定指定特定目标的状态；

所述数据处理模块为模拟雷达模型的数据处理部件，该模块用于获取特征数据，并将其与传递值一起进行处理，以产生对当前和预测目标位置和速度的最佳估算，其使用实际距离和速度进行建模，如果信号丢失，则数据处理模块将估算在记忆模式中允许的最长时间内的最新位置；

所述跟踪存储管理模块为雷达模型的跟踪管理仿真模型，为仿真场景中每架飞机及其可用目标更新跟踪存储内存；

所述硬件接口模块定义统一的离散数据及连续数据，作为用户端的外部设备输入数据，用户端能够使用不同的外部设备，将外部设备的不同按键值映射到统一的离散数据或者连续数据中，实现对雷达模型的仿真系统的控制；

离散数据提供的控制功能包括雷达电源开关、雷达工作模式切换开关、雷达状态、雷达高度切换开关以及雷达方位角度切换开关数据；

连续数据提供雷达高度和雷达方位角度数据；

所述控制模块用于雷达模型仿真系统的运行状态控制功能，控制模块周期监控公共数据存储系统内的控制数据，当数据发生变化时，将变化后的数据加入到控制队列中，一个监控周期结束以后，雷达模型仿真系统依次处理队列中的所有控制指令，控制雷达模型仿真系统的运行；

所述通信控制模块以雷达模型的输入输出数据为基础，得出通信控制指令，实现雷达模型仿真系统通过以太网络与客户系统的数据交互包括以下三个部分：

连接，雷达模型仿真系统将自己的IP地址、数据接收端口号、系统设备串号通过以太网TCP协议进行发送，等待客户端应用返回连接信息，在接收到连接信息以后，按照连接信息中的运行周期启动雷达模型，雷达模型系统即作为客户端系统中的一个飞机雷达设备，通过接收到的客户端数据及逆行模型解算并返回解算结果数据返回到客户端；

接收客户端系统数据：通过以太网TCP协议接收到到的数据写入到公共数据存储系统；

发送数据到客户系统：监控公共数据存储系统内所有需要发送的数据状态，当数据状态发生变化时，根据协议添加到发送缓冲中，一个周期运行结束以后，将缓冲中的所有数据进行发送。